C语言学习笔记——预处理命令

C语言学习笔记——预处理命令 1.预处理命令基本介绍

使用库函数之前，应该用引入对应的#include头文件。这种以#号开头的命令称为预处理命令这些在编译之前对源文件进行简单加工的过程，就称为预处理预处理主要是处理以#开头的命令，例如#include 等。预处理命令要放在所有函数之外，而且一般都放在源文件的前面预处理是 C语言的一个重要功能，由预处理程序完成。当对一个源文件进行编译时，系统将自动调用预处理程序对源程序中的预处理部分作处理，处理完毕自动进入对源程序的编译C语言提供了多种预处理功能，如宏定义、文件包含、条件编译等，合理地使用它们会使编写的程序便于阅读、 修改、移植和调试，也有利于模块化程序设计

2.预处理命令代码示例

开发一个 C 语言程序，让它暂停 5 秒以后再输出内容 "helllo, 尚硅谷!~"，并且要求跨平台，在 Windows 和Linux 下都能运行，如何处理

#include
#if _WIN32 //如果是 windows 平台, 就执行 #include  
#include  
#elif __linux__ //否则判断是不是 linux ,如果是 linux 就引入 
#include  
#endif 
int main() { //不同的平台下调用不同的函数 
#if _WIN32 //识别windows 平台 
    Sleep(5000); //毫秒
#elif __linux__ //识别 linux 平台 
    sleep(5); //秒 
#endif 
    puts("hello, 江南"); //输出 
    return 0;
}

 

3.C 语言宏定义 3.1.基本介绍

#define 叫做宏定义命令，它也是 C语言预处理命令的一种。所谓宏定义，就是用一个标识符来表示一个字符 串，如果在后面的代码中出现了该标识符，那么就全部替换成指定的字符串

3.2.代码示例

#include
#define NUM 9;//在预处理中，定义NUM = 9
void main() {
	int a = 7;
	a += NUM;//a = a + NUM
	printf("a = %d", a);
}

4.宏定义的形式 4.1.#define 宏名 字符串

#表示这是一条预处理命令，所有的预处理命令都以 # 开头。宏名是标识符的一种，命名规则和变量相同。字符串可以是数字、表达式、if 语句、函数等这里所说的字符串是一般意义上的字符序列，不要和 C语言中的字符串等同，它不需要双引号程序中反复使用的表达式就可以使用宏定义

4.2宏定义代码示例

#include
#define testNUM (num*7 + 7)//define进行的是简单替换，如果是关系式，需要加上小括号
void main() {
	int num = 7;
	num = testNUM * 7 + testNUM * 9;//如果不加上括号，将会变成num*7 + 7 * 7 + num*7 + 7 * 9 （define 的简单替换）
	printf("num = %d", num);
}

 

4.3.宏定义注意事项和细节

宏定义是用宏名来表示一个字符串，在宏展开时又以该字符串取代宏名，这只是一种简单的替换。字符串中可以含任何字符，它可以是常数、表达式、if 语句、函数等，预处理程序对它不作任何检查，如有错误，只能在编译已被宏展开后的源程序时发现。（宏定义对程序运行的正确与否，预处理程序不管， 它只负责运行你的宏定义，是否出错只有编译后才知道）宏定义不是说明或语句，在行末不必加分号，如加上分号则连分号也一起替换（经常会导致错误！）宏定义必须写在函数之外，其作用域为宏定义命令起到源程序结束。如要终止其作用域可使用#undef命令（如果取消之前的宏定义，可以用#undef）

#define PI 3.14159 
int main(){ 
    printf("PI=%f", PI); 
    return 0;
} 
#undefPI //取消宏定义 
void func(){ // Code
    printf("PI=%f", PI);//错误,这里不能使用到 PI 了 
}

代码中的宏名如果被引号包围，那么预处理程序不对其作宏代替（以下代码示例）

#include  
#define jiangnan 100 
int main(){
    int num = jiangnan;//jiangnan被进行替换，使得语句变成 int num = 100 
    printf("jiangnann"); //jiangnan在双引号内，不进行替换，输出jiangnan
    return 0;
}

宏定义允许嵌套，在宏定义的字符串中可以使用已经定义的宏名，在宏展开时由预处理程序层层代换（以下代码示例）

#include
#define jiangnan 100
#define jiangnan1 jiangnan * 100 * 100//宏定义允许嵌套，jiangnan被替换成100
void main() {
	printf("%d", jiangnan1);
}

习惯上宏名用大写字母表示，以便于与变量区别。但也允许用小写字母

可用宏定义表示数据类型，使书写方便（代码示例）

#include
#define D double
#define I int
void main() {
	D a = 1234.567;//D被替换为double
	I b = 1234567;//I被替换为int
	printf("a = %fnb = %d", a, b);
}

 

宏定义表示数据类型和用 typedef定义数据说明符的区别：宏定义只是简单的字符串替换，由预处理器来处理；而 typedef 是在编译阶段由编译器处理的，它并不是简单的字符串替换，而给原有的数据类型起一个新的名字， 将它作为一种新的数据类型。

5.带参数的宏定义 5.1.基本介绍

C语言允许宏带有参数。在宏定义中的参数称为“形式参数”，在宏调用中的参数称为“实际参数”，这点和函数有些类似（不完全相同）对带参数的宏，在展开过程中不仅要进行字符串替换，还要用实参去替换形参带参宏定义的一般形式为 #define 宏名(形参列表) 字符串 ,在字符串中可以含有各个形参带参宏调用的一般形式为 : 宏名(实参列表);

5.2.带参数的宏定义代码示例

#include
//MAX为带参数的宏定义
//a和b为形式参数
//(a > b) ? a : b是带参数的宏对应字符串，该字符串可以使用形式参数
#define MAX(a,  b) (a > b) ? a : b
int main() {
	int x, y, max;
	printf("请输入两个数字：n");
	scanf_s("%d%d", &x, &y);
	//max调用MAX(x,y)带参宏定义
	//在预处理阶段，由预处理器完成，并由实际参数代替形式参数
	//替换后(x > y) ? x : y
	max = MAX(x, y);
	printf("max = %dn", max);
}

 

5.3.带参宏定义的注意事项和细节

参宏定义中，形参之间可以出现空格，但是宏名和形参列表之间不能有空格出现

#define MAX(a,b) (a > b) ? a : b

在带参宏定义中，不会为形式参数分配内存，因此不必指明数据类型。（与函数区别，函数的形式参数必须申明数据类型）。而在宏调用中，实参包含了具体的数据， 要用它们去替换形参，因此实参必须要指明数据类型

在宏定义中，字符串内的形参通常要用括号括起来以避免出错

#include
#define sq1(a) (a) * (a)
#define sq2(b) b * b
void main() {
	int num1, num2, result1, result2;
	printf("请输入两个数字：n");
	scanf_s("%d%d", &num1, &num2);
	result1 = sq1(num1 + 1);//sq(a) = (num1 + 1) * (num1 + 1)
	result2 = sq2(num2 + 1);//sq(a) = num2 + 1 * num2 + 1 = 2 * num2 +1
	printf("%d + 1的平方为%dn错误示范（不加括号）：%d + 1的平方为%d ", num1, result1, num2, result2);
}

 

5.4.带参宏定义和函数的区别

宏展开仅仅是字符串的替换，不会对表达式进行计算；宏在编译之前就被处理掉了，它没有机会参与编译，也不会占用内存函数是一段可以重复使用的代码，会被编译，会给它分配内存，每次调用函数，就是执行这块内存中的代码代码示例

#include
#define sq2(num) num * num
int sq1(int num) {
	return num * num;
}
void main() {
	int num1 = 1, num2 = 1;
	for (num1 = 1; num1 <= 7; ) {
		//先执行sq1(num1++)，sq1(num1++）中先进行sq1(num1)再进行num++
		//因此需要进行num1 - 1才能进行正确输出
		printf("%d的平方为%dn", num1 - 1, sq1(num1++));
	}
	for (num2 = 1; num2 <= 7; ) {
		//在执行sq2(num2++)时，进行了两次#define sq2(num) num * num
		//因为#define进行的是简单替换，因此每次进行sq2(num2++)时
		//进行了两次num2++
		printf("%d的平方为%dn", num2 - 2, sq2(num2++));
	}
}